Пристрій для створення потоку повітря

Корисна модель відноситься до пристроїв для створення потоку повітря, зокрема до аеродинамічних труб, застосовуваних у різних галузях техніки для експериментів, вивчення явищ, що супроводжують обтікання тіл. Також даний пристрій може застосовуватися як частина конструкції для імітації стану вільного падіння при проведенні занять повітряними видами спорту або як розважальний атракціон. В даний час в авіаційній галузі для проведення досліджень використовуються різні конструкції аеродинамічних труб, більшість з яких виконані горизонтальними і не призначені для проведення тренувань спортсменів, що займаються повітряними видами спорту. У той же час існує безліч пристроїв, призначених безпосередньо для імітації стану вільного падіння в людині. Однак більшість з цих пристроїв створені й експлуатуються у винятково розважальних цілях. Пристрої, призначені для проведення тренувань спортсменів, що займаються повітряними видами спорту, в основному побудовані й експлуатуються за рубежем, що звичайно перешкоджає вільному доступу наших спортсменів до зазначених пристроїв. Найчастіше пристрої зазначеного типу - імітатори, є відкритими, тобто забирають повітря з атмосфери за допомогою спеціальних пристосувань, а відпрацьоване повітря також за допомогою спеціальних пристосувань виводиться в атмосферу. В описі винаходу СРСР до авторського свідоцтва № 1798256 описаний пристрій для створення потоку повітря, що містить вхідну секцію з нагнітачем повітря, кутову секцію з засобами вирівнювання потоку повітря, і вихідну секцію. У якості нагнітачу повітря використовується система, що включає забірну трубу, регулятор режиму, регулятор-розподільник із заслінками, трубу холостого скидання і декілька робочих труб, у кожній з яких у якості засобів вирівнювання потоку повітря використовуються три решітки, встановлені на границях і в діагональному перерізі відповідної кутової секції. Основними недоліками даної конструкції є складність і громіздкість, а отже - більші витрати на виробництво та експлуатацію; причому при наявності трьох труб у роботі у визначений момент часу використовується тільки одна з них. До того ж засіб вирівнювання потоку повітря складається з трьох складових, а, отже потік повітря, що набігає, повинен пройти три етапи, що може привести до більших втрат потоку повітря. Найбільш близьким аналогом корисної моделі, що заявляється, є пристрій для створення потоку повітря, описаний у [патенті Великобританії №2288772], виконаний у вигляді послідовно з'єднаних горизонтальної вхідної секції з нагнітачем повітря, кутової секції з встановленими всередині неї направляючими лопатками, і вертикальної вихідної секції. Причому в даної корисної моделі напрямні лопатки виконані у вигляді дугоподібних ребер, розташованих з однаковим кроком. Основним недоліком даної корисної моделі є те, що відповідно до своєї конструкції і розташування напрямні лопатки розвертають потік з горизонтальної секції в вертикальну, але при цьому не забезпечують повного вирівнювання потоку повітря, і тому на виході необхідне застосування додаткового пристрою, що в свою чергу веде до ускладнення і подорожчання конструкції. В основу корисної моделі поставлена задача створити таку конструкцію пристрою для створення потоку повітря, що дозволить забезпечити плавність розвороту потоку повітря з найменшими втратами і рівномірність поля швидкостей повітряного потоку в перерізі на виході з пристрою, що у свою чергу забезпечить можливість проведення тренувального процесу для спортсменів, що займаються парашутним і іншими повітряними видами спорту, а також задача знизити витрати на проведення проектувальних робіт і на експлуатацію. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій для створення потоку повітря виконано у вигляді послідовно з'єднаних горизонтальної вхідної секції з нагнітачем повітря, кутової секції з встановленими всередині неї напрямними лопатками, і вертикальної вихідної секції, причому напрямні лопатки встановлені з перемінним кроком, що змінюється, переважно збільшується, в напрямку від внутрішнього кута до зовнішнього кута кутової секції. До того ж, принаймні частина напрямних лопаток мають переважно плоско-опуклий поперечний переріз, напрямок опуклості якого спрямований до зовнішнього кута кутової секції, тобто напрямні лопатки виконані таким чином, що мають плоску і протилежну їй опуклу сторони, причому найбільша відстань між сторонами знаходиться по середині плоскої сторони. Вхідна і вихідна секції пристрою виконані у вигляді зрізаного конуса, звуженого у напрямку руху потоку повітря. Вищевикладені конструктивні рішення є результатами досліджень та спостережень за характером потоку повітря у аеродинамічних трубах, згідно з якими було встановлено, що потік повітря має неоднорідний характер та його швидкість біля внутрішнього кута кутової труби відрізняється від швидкості потоку біля зовнішнього кута; тому була розроблена дана конструкція з перемінним кроком, завдяки якій забезпечується плавний розворот під прямим кутом з найменшими втратами й одночасне забезпечення рівномірності поля швидкостей у перерізі на виході з вертикальної вихідної секції, причому без застосування додаткової системи для вирівнювання потоку повітря. Також застосування напрямних лопаток даної конструкції і їх розташування дозволяє знизити витрати на проведення проектних робіт і експлуатацію. Відповідно до даної корисної моделі, кінці напрямних лопаток - стики плоскої та опуклої сторін лопатки переважно жорстко прикріплені до стінок кутової секції, тобто напрямні лопатки виконані нерухомими і змінюють напрямок потоку повітря завдяки своїй конструкції. Для усунення вібрацій, а, відповідно, і зайвого шуму, напрямні лопатки в центральному перерізі пристрою для створення потоку повітря можуть бути зв'язані між собою спеціальною перегородкою. Як зазначалося вище, вхідна і вихідна секції виконані у вигляді зрізаного конуса, звуженого у напрямку руху потоку повітря, дане конструктивне рішення дозволяє плавно збільшувати швидкість потоку повітря, що нагнітається, за допомогою конструкції, тому в результаті цього може бути використаний менш потужний нагнітач повітря, що також дозволяє знизити витрати на проведення проектних робіт і експлуатацію. Нагнітач повітря переважно виконаний у вигляді вентилятора, що включає принаймні один лопатевий гвинт, що обертається навколо горизонтальної осі, та привід, причому у якості приводу може бути використаний електродвигун постійного струму або двигун внутрішнього згоряння, для останнього переважно горизонтальне розташування. Пристрій для створення потоку повітря переважно виконано таким чином, що після відпрацьовування повітря, що забирається з атмосфери за допомогою нагнітача повітря, в атмосферу ж і виводиться. Таким чином, пристрій для створення потоку повітря , що заявляється, являє собою кутову аеродинамічну трубу відкритого типу, що є суттєвою перевагою, оскільки обумовлює простоту і мобільність усієї конструкції труби завдяки відсутності додаткових конструктивних елементів, призначених для розміщення циркулюючого потоку повітря, а також потік повітря в трубі зазначеного типу не має велику інертність, що дозволяє виконувати швидке регулювання швидкості потоку. Основною же перевагою використання кутової конструкції є відсутність кутового редуктора, що може бути застосований для обертання гвинта в горизонтальній площині. Доцільно постачати описану конструкцію зовнішнім кожухом, виконаним з листового матеріалу, переважно зі сталі, і поперечних поясів, зварених між собою суцільним швом. Таке конструктивне виконання дозволяє додати всієї конструкції необхідну твердість для забезпечення безпеки при експлуатації. При цьому з технологічних розумінь краще виконання пристрою для створення потоку повітря в поперечному перерізі у вигляді восьмигранника. Для забезпечення плавного входу вхідна секція в передній частині виконана скругленою. Переважно виконання скругленої частини з окремих секцій з пінопласту, що склеюються між собою за допомогою клейового з'єднання, а потім кріпляться до кожуха. Додаткову жорсткість конструкції на вході забезпечує полиця кутика, врізана в секції з пінопласту. При використанні даного пристрою для тренування спортсменів або у якості атракціону у вихідній секції доцільне встановлення страхувальної сітки, розрахованої на необхідне навантаження, а також встановлення дерев'яного помосту навколо вихідної секції. Переважно використання круглого помосту, до якого кріпляться вертикальні стояки для розвішування парашута перед початком тренування парашутиста. Корисна модель пояснюється нижче за допомогою фігури, на якій представлений поперечний переріз пристрою для створення потоку повітря в одному з варіантів її здійснення. Пристрій для створення потоку повітря працює таким чином. Повітря, необхідне для забезпечення процесу тренування або іспитів, забирається з атмосфери та розганяється за допомогою нагнітача повітря (не показаний). Забезпечення рівномірного збільшення швидкості потоку повітря здійснюється завдяки вхідної секції 1, виконаної у вигляді зрізаного конуса, звуженого у напрямку руху потоку повітря 2. Потік повітря, досягши кутової секції 3, розвертається під прямим кутом за допомогою напрямних лопаток 4 і одночасно, завдяки їх взаємного розташування з кроком, що змінюється в напрямку їх опуклості 5, вирівнюється з забезпеченням рівномірності на вході 6 вихідної секції 7. Потім потік повітря досягає необхідної швидкості і потужності у вихідній секції 7, виконаної у вигляді зрізаного конуса, звуженого у напрямку руху потоку повітря 8, і подається в місце для тренувань або випробувань. Відпрацьоване повітря знову попадає в атмосферу. Зупинка роботи пристрою здійснюється після відключення нагнітача повітря від джерела живлення. Таким чином, корисна модель, що заявляється та представляє собою пристрій для створення потоку повітря, має таке конструктивне виконання, що дозволяє забезпечити рівномірність повітряного потоку на виході пристрою, що в свою чергу забезпечує можливість проведення тренувального процесу для спортсменів, що займаються парашутним і іншими повітряними видами спорту поза залежністю від їх фізичних параметрів, забезпечує безпеку експлуатації пристрою, а також дозволяє знизити витрати на проведення проектувальних робіт і на експлуатацію.